COMPUESTO CONJUGADO PARA SU USO COMO PRINCIPIO ACTIVO EN PRODUCTOS COSMÉTICOS Y FARMACÉUTICOS, ASÍ COMO PROCEDIMIENTO PARA LA OBTENCIÓN DE DICHO COMPUESTO CONJUGADOCONJUGATED COMPOUND FOR USE AS AN ACTIVE PRINCIPLE IN COSMETIC AND PHARMACEUTICAL PRODUCTS, AS WELL AS A PROCEDURE FOR OBTAINING SUCH CONJUGATED COMPOUND
Compuesto conjugado para su uso como principio activo en productos cosméticos y farmacéuticos, así como el procediendo de obtención de dicho compuesto conjugado.Conjugate compound for use as an active ingredient in cosmetic and pharmaceutical products, as well as the procedure for obtaining said conjugate compound.
La presente invención consiste en un compuesto conjugado para su uso como principio activo en productos cosméticos y farmacéuticos, así como el procedimiento de obtención de dicho compuesto conjugado, que elimina posibles problemas de toxicidad y tamaño, e incrementa la biocompatibilidad con la piel y sus mecanismos viéndose aumentada la actividad. Se trata de un compuesto que comprende microesferas de SiO2 recubiertas de nanopartículas de diamante en las que se encuentran inmovilizadas moléculas peptídicas, con un tamaño mínimo de compuesto >100 nanómetros.The present invention consists of a conjugate compound for use as an active ingredient in cosmetic and pharmaceutical products, as well as the method of obtaining said conjugate compound, which eliminates possible toxicity and size problems, and increases biocompatibility with the skin and its mechanisms the activity being increased. It is a compound comprising SiO2 microspheres coated with diamond nanoparticles in which peptide molecules are immobilized, with a minimum compound size> 100 nanometers.
Los productos cosméticos son aquellos productos cuyo fin es el de aportar un cuidado a la piel y el cabello mejorando sus propiedades, aspecto y funciones, así como aportar belleza y bienestar a nuestro organismo, principalmente para el rostro y cuello. Así mismo, dentro de los cosméticos de manera general, se incluyen también aquellos destinados a la cosmética decorativa, productos corporales o cuidado solar.Cosmetic products are those products whose purpose is to provide care to the skin and hair, improving their properties, appearance and functions, as well as providing beauty and well-being to our body, mainly for the face and neck. Likewise, in cosmetics in general, those destined for decorative cosmetics, body products or sun care are also included.
El envejecimiento y otros factores externos pueden afectar a las funciones y el aspecto de la piel alterando incluso su mecanismo fisiológico, bioquímico o histológico, por lo que se utilizan gran cantidad de cosméticos y productos farmacéuticos a fin de evitar dichos efectos.Aging and other external factors can affect the functions and appearance of the skin, even altering its physiological, biochemical or histological mechanism, so that a large number of cosmetics and pharmaceuticals are used to avoid such effects.
Dentro de los componentes de los cosméticos podemos encontrar sustancias que están empezando a sustituirse por su dudosa seguridad. Como pueden ser compuestos que liberan formaldehído, que presenta una larga lista de efectos adversos como irritación de las vías respiratorias, cáncer o toxicidad del sistema inmunológico.Within the components of cosmetics we can find substances that are beginning to be replaced by their dubious safety. As they can be compounds that release formaldehyde, which has a long list of adverse effects such as respiratory tract irritation, cancer or immune system toxicity.
La nanotecnología ofrece oportunidades excepcionales para diseñar nuevos compuestos activos biomédicos o potenciar activos existentes. Las nanopartículas en concreto han sido propuestas como estrategias biomédicas para un gran número de aplicaciones debido a su carácter versátil por los resultados obtenidos durante los últimos años de investigación. Esto es debido a una serie de aspectos beneficios que incluyen un área de superficie específica y una adsorción de energía, permitiendo un acoplamiento físico potente de biomoléculas activas.Nanotechnology offers exceptional opportunities to design new biomedical active compounds or enhance existing assets. The nanoparticles in particular have been proposed as biomedical strategies for a large number of applications due to their versatile nature due to the results obtained during the last years of research. This is due to a number of beneficial aspects that include a specific surface area and an energy adsorption, allowing a powerful physical coupling of active biomolecules.
Generalmente, las nanopartículas pueden personalizarse con diferentes propiedades como la fluorescencia o magnetismo. Las nanopartículas metálicas estabilizadas con moléculas orgánicas has generado una clase nueva de materiales nanoestructurales diferentes de los materiales convencionales y átomos metálicos. Aparte del interés inherente de controlar la síntesis – tamaño, conformación, estructura y composición – permite utilizarlas como nanomanipuladores. De hecho, las propiedades de las nanopartículas dependen no solamente de la composición y estructura, sino también del tamaño y la conformación.Generally, nanoparticles can be customized with different properties such as fluorescence or magnetism. Metal nanoparticles stabilized with organic molecules have generated a new class of nanostructural materials different from conventional materials and metal atoms. Apart from the inherent interest in controlling synthesis - size, conformation, structure and composition - it can be used as nanomanipulators. In fact, the properties of nanoparticles depend not only on composition and structure, but also on size and conformation.
Considerando la biodistribución de estas nanopartículas en sistemas vivos pueden aparecer múltiples problemas, como degradación de nanomateriales en medio biológico, opsonización, digestión lisosomal, así como problemas de barrera de la inmunidad, como por ejemplo la activación de los sistemas inmunes y la consecuente destrucción de la nanopartícula como sistema de liberación.Considering the biodistribution of these nanoparticles in living systems, multiple problems can occur, such as degradation of nanomaterials in biological media, opsonization, lysosomal digestion, as well as immunity barrier problems, such as the activation of immune systems and the consequent destruction of The nanoparticle as a release system.
Las nanopartículas son conocidas como portadores de fármacos debido a que mejoran la bioactividad y disponibilidad de dichos fármacos en el organismo. Una nanopartícula es todo aquel material que tenga alguna de sus dimensiones por debajo de 100 nm, aunque normalmente éstas son de tamaño mucho menor, entre 3 y 50 nm. Sin embargo, existe una creciente preocupación de que las extraordinarias propiedades de las nanopartículas pueden hacer que sean tóxicas. Este temor acerca de los posibles peligros de las nanopartículas ha incrementado las solicitudes de pruebas y regulaciones, pero la cifra total de nuevos nanomateriales hace imposible su evolución. Esto podría desembocar en la llegada al consumidor de materiales dañinos. Y del mismo modo, en un intento de mantener la seguridad hacia el usuario final, podría dar lugar a regulaciones restrictivas que frenasen la innovación.The nanoparticles are known as drug carriers because they improve the bioactivity and availability of these drugs in the body. A nanoparticle is any material that has any of its dimensions below 100 nm, although normally these are much smaller in size, between 3 and 50 nm. However, there is a growing concern that the extraordinary properties of nanoparticles can make them toxic. This fear about the potential dangers of nanoparticles has increased requests for tests and regulations, but the total number of new nanomaterials makes their evolution impossible. This could lead to the arrival of harmful materials to the consumer. And similarly, in an attempt to maintain security towards the end user, it could lead to restrictive regulations that curb innovation.
Parte de la toxicidad de ciertas nanopartículas es debido a que por su reducido tamaño puedan atravesar sin problemas barreras orgánicas.Part of the toxicity of certain nanoparticles is because of their small size they can cross organic barriers without problems.
Las nanopartículas, son utilizadas en la fabricación de cosméticos como sería el caso del dióxido de titanio como filtro solar químico. Y empiezan a ser utilizadas en el campo de los activos.The nanoparticles are used in the manufacture of cosmetics, such as titanium dioxide as a chemical sunscreen. And they begin to be used in the field of assets.
Con el uso de la química de péptidos se pueden mimetizar moléculas naturales que ayudan a restaurar funciones que sen visto disminuidas, inhibidas, o lo contrario, incrementadas o sobreexpresadas.With the use of peptide chemistry you can mimic natural molecules that help restore functions that have been diminished, inhibited, or otherwise, increased or overexpressed.
Se han descrito numerosos principios activos para la reducción de síntomas de envejecimiento, como las vitaminas, flavonoides, hidroxiácidos, proteínas y derivados de todos éstos que disminuyen y/o previenen de la mayoría de los síntomas que deterioran la piel. Dichos compuestos mejoran parámetros como la hidratación, la renovación celular, y previenen la degradación de los componentes de la piel. Pero tal y como hemos expresado anteriormente, dichas nanopartículas pueden resultar altamente tóxicas.Numerous active ingredients for the reduction of aging symptoms have been described, such as vitamins, flavonoids, hydroxy acids, proteins and derivatives of all these that decrease and / or prevent most of the symptoms that deteriorate the skin. These compounds improve parameters such as hydration, cell renewal, and prevent the degradation of skin components. But as we have said before, these nanoparticles can be highly toxic.
En la mayoría de los procesos cutáneos intervienen proteínas, que poseen diferentes dominios que con unas secuencias y conformaciones determinadas le dan actividad a la molécula. El uso de la síntesis de péptidos se convierte en una herramienta fundamental para mimetizar moléculas endógenas y mejorar aspectos como el de la biodisponibilidad y la penetración, ya sea por modificaciones químicas de las moléculas peptídicas, su unión, hibridación o conjunción a otras estructuras.In most skin processes, proteins are involved, which have different domains that, with certain sequences and conformations, give activity to the molecule. The use of peptide synthesis becomes a fundamental tool to mimic endogenous molecules and improve aspects such as bioavailability and penetration, either by chemical modifications of the peptide molecules, their binding, hybridization or conjunction to other structures.
Aunque muchas nanopartículas no sean tóxicas por sí mismas, se ha demostrado que tienen una gran afinidad por compuestos tóxicos. Por su tamaño, muchas nanopartículas no pueden ser detectadas por el sistema inmunológico, pudiendo entrar en el sistema circulatorio. Y debido a sus propiedades únicas, dichas nanopartículas interactúan con las biomoléculas también de forma única, incluyendo el ADN, colágeno y estructuras de membrana.Although many nanoparticles are not toxic by themselves, they have been shown to have a high affinity for toxic compounds. Because of their size, many nanoparticles cannot be detected by the immune system, and can enter the circulatory system. And due to their unique properties, said nanoparticles interact with biomolecules also uniquely, including DNA, collagen and membrane structures.
La utilización de la nanotecnología y partículas metálicas en la fabricación de cosméticos y productos farmacéuticos tiene barreras en su desarrollo debido a su reducido tamaño capaz de atravesar las paredes celulares, su toxicidad o su compatibilidad.The use of nanotechnology and metal particles in the manufacture of cosmetics and pharmaceuticals has barriers in its development due to its small size capable of crossing cell walls, its toxicity or its compatibility.
La presente invención resuelve de forma plenamente satisfactoria la problemática anteriormente expuesta. Se trata de formar un compuesto que aumenta el tamaño de las nanopartículas de cristales de diamantes – nD – a través de su unión con otras partículas relativamente grandes, formado un compuesto en el que se encuentre la nanopartícula, e impidiendo de este modo su penetración en las membranas celulares. Este compuesto elimina los actuales problemas de reducidos tamaños, toxicidad o compatibilidad, impidiendo además la llegada del producto al sistémico.The present invention solves in a fully satisfactory manner the problems set forth above. It involves forming a compound that increases the size of the nanoparticles of diamond crystals - nD - through their union with other relatively large particles, forming a compound in which the nanoparticle is located, and thus preventing its penetration into cell membranes This compound eliminates the current problems of small sizes, toxicity or compatibility, also preventing the arrival of the product to the systemic.
El tamaño del compuesto utilizado final estará por encima de 100 nm, de manera que no pueda atravesar tan fácilmente la membrana celular. Se trata de conseguir un compuesto conjugado de microesferas de SiO2 recubiertas de nanopartículas de diamante – nD – con péptidos inmovilizados para su uso en cosmética y farmacia.The size of the final compound used will be above 100 nm, so that it cannot easily pass through the cell membrane. The aim is to obtain a conjugate compound of SiO2 microspheres coated with diamond nanoparticles - nD - with immobilized peptides for use in cosmetics and pharmacy.
Como partículas grandes se utiliza SiO2, material inerte y altamente biocompatible. Es fácilmente funcionalizable con terminaciones carboxílicas, amínicas, tiólicas y alcohólicas para su posterior unión mediante enlaces de tipo covalente o iónico en el conjugado péptido-nanopartícula.SiO2, an inert and highly biocompatible material, is used as large particles. It is easily functionalizable with carboxylic, amino, thiolic and alcoholic terminations for subsequent binding by covalent or ionic bonds in the peptide-nanoparticle conjugate.
Como nanopartículas portadoras de péptidos se usan nanocristales de diamante, que han despertado gran interés en los últimos años por sus propiedades físicas y químicas únicas. Los primeros estudios sobre los nanodiamantes fueron realizados para la investigación armamentista, pero actualmente alcanza una variedad de campos en la industria, la medicina, etc. Los nanocristales de diamante se presentan agregados en cúmulos porosos altamente biocompatibles y no citotóxicos, lo que les confiere la propiedad de transportar fármacos, genes o proteínas al interior de las células, permitiendo una dosificación controlada. Las nanopartículas de diamante – nD – pueden ser también fácilmente funcionarizadas con terminaciones carboxílicas, tiólicas, amínicas, sulfónicas y alcohólicas para su unión con las partículas de SiO2 y péptidos. Están ampliamente demostradas las ventajas de la unión de péptidos con nanopartículas (“Structure and funcion of nanoparticle-protein conjugates”, M-E Aubin-Tam and K Hamad-Schifferli, Biomedical Materials 3 (2008) 034001 (17pp)), puesto que aumentan la actividad de dichos péptidos y además, se evitan los problemas de toxicidad derivados de nanopartículas por su reducido tamaño a través de su conjugación.As nanoparticles carrying peptides, diamond nanocrystals are used, which have aroused great interest in recent years for their unique physical and chemical properties. The first studies on nanodiamonds were conducted for arms research, but currently it reaches a variety of fields in industry, medicine, etc. Diamond nanocrystals are aggregated in highly biocompatible and non-cytotoxic porous clusters, which gives them the property of transporting drugs, genes or proteins into cells, allowing controlled dosing. Diamond nanoparticles - nD - can also be easily operated with carboxylic, thiolic, amine, sulfonic and alcoholic terminations for binding with SiO2 particles and peptides. The advantages of peptide binding with nanoparticles ("Structure and function of nanoparticle-protein conjugates", ME Aubin-Tam and K Hamad-Schifferli, Biomedical Materials 3 (2008) 034001 (17pp)) are widely demonstrated, since they increase the activity of said peptides and in addition, the problems of toxicity derived from nanoparticles are avoided due to their small size through their conjugation.
De este modo, la invención propone un compuesto conjugado formado por microesferas de SiO2 recubiertas de nanopartículas de diamante – nD –, sobre las cuales se inmovilizan los péptidos pertinentes para su uso en tratamientos cosméticos y farmacéuticos. Para ello, es necesario que tanto las partículas de SiO2 como las de diamante se encuentren convenientemente funcionalizadas, de modo que las nanopartículas de diamante y las microesferas de SiO2 efectuarán la función de transportados de la sustancia peptídica, secuencia que dará la actividad al compuesto.Thus, the invention proposes a conjugate compound formed by SiO2 microspheres coated with diamond nanoparticles - nD -, on which the relevant peptides are immobilized for use in cosmetic and pharmaceutical treatments. For this, it is necessary that both the SiO2 and diamond particles be conveniently functionalized, so that the diamond nanoparticles and the SiO2 microspheres will carry out the function of transporting the peptide substance, a sequence that will give the activity to the compound.
Para llegar al compuesto propuesto se utilizarán técnicas ampliamente conocidas en el estado de la técnica. De este modo, el primer paso será sintetizar las partículas de SiO2 por policondensación hidrolítica a partir de alcoxisilanos (tetraetil Ortosilicato, TEOS) por catálisis ácida o básica en medio acuoso-alcohólico, tras lo que se obtienen en forma de partículas compactas, monodispersas y esféricas (W Stöber et al., J. Colloid and Internface Science 26, 62 (1968) y 30, 568 (1969)). El diámetro de las esferas de SiO2 para esta aplicación debe estar entre 100 y 500 nanómetros, preferentemente entre 110 y 150 nm.Techniques widely known in the state of the art will be used to arrive at the proposed compound. Thus, the first step will be to synthesize the SiO2 particles by hydrolytic polycondensation from alkoxysilanes (tetraethyl orthosilicate, TEOS) by acidic or basic catalysis in aqueous-alcoholic medium, after which they are obtained in the form of compact, monodisperse particles and spherical (W Stöber et al., J. Colloid and Internface Science 26, 62 (1968) and 30, 568 (1969)). The diameter of the SiO2 spheres for this application should be between 100 and 500 nanometers, preferably between 110 and 150 nm.
Se conocen gran cantidad de métodos de síntesis de partículas coloidales de distintos materiales. El método Stöber-Fink-Bohn (SFB) fue el primero que permitió sintetizar esferas de SiO2 en un amplio rango de tamaños. Se han realizado numerosos estudios acerca de la influencia de los parámetros de reacción y de los mecanismos de formación de las partículas. Hay numerosas variantes del método que permiten estrechar la distribución de tamaños y modificar las propiedades de las partículas sintetizadas.A large number of methods of synthesizing colloidal particles of different materials are known. The Stöber-Fink-Bohn (SFB) method was the first to synthesize SiO2 spheres in a wide range of sizes. Numerous studies have been conducted on the influence of reaction parameters and particle formation mechanisms. There are numerous variants of the method that allow narrowing the size distribution and modifying the properties of the synthesized particles.
El método SFB consiste en la hidrólisis de un alcóxido de silicio Si(OR)4 (TEOS) mediante catálisis básica y en un medio alcohólico, en donde el radical OR es de la forma general OCmH2m+1. La hidrólisis se produce mediante un ataque nucleofílico del oxígeno del agua sobre el átomo de silicio del alcóxido. Esto da lugar a moléculas (RO)nSi(OH)4-n, que reaccionan con otras moléculas del mismo tipo, formándose enlaces siloxano Si-O-Si y condensándose alcoholThe SFB method consists in the hydrolysis of a silicon alkoxide Si (OR) 4 (TEOS) by basic catalysis and in an alcoholic medium, where the radical OR is of the general form OCmH2m + 1. Hydrolysis is produced by a nucleophilic attack of the oxygen of the water on the silicon atom of the alkoxide. This results in molecules (RO) nSi (OH) 4-n, which react with other molecules of the same type, forming Si-O-Si siloxane bonds and condensing alcohol
o agua en la disolución.or water in the solution.
La superficie de las partículas de SiO2 puede ser modificada mediante grupos funcionales de moléculas bifuncionales que presentan, en un extremo un grupo alcoxisilano y en el otro extremo un grupo amino o tiólico (APTS). A pH básico y bajo agitación durante varias horas el grupo alcoxisilano de estas moléculas reacciona preferencialmente con los grupos Si-OH de la superficie de las partículas de SiO2 mediante una policondensación hidrolítica. Como resultado de esto la superficie de las esferas de SiO2 quedan funcionalizadas con grupos aminos o tiólicos.The surface of the SiO2 particles can be modified by functional groups of bifunctional molecules that have, at one end an alkoxysilane group and at the other end an amino or thiolic group (APTS). At basic pH and under stirring for several hours the alkoxysilane group of these molecules reacts preferentially with the Si-OH groups on the surface of the SiO2 particles by means of a hydrolytic polycondensation. As a result, the surface of the SiO2 spheres are functionalized with amino or thiolic groups.
Existen diferentes métodos para funcionalizar el SiO2, siendo uno de los más simples gotear una disolución alcohólica del amino-alcoxisilano sobre otra disolución alcohólica de SiO2. Una vez funcionarizada la superficie de las esferas de SiO2 se puede unir a estos grupos funcionales agregados de nanodiamantes.There are different methods to functionalize SiO2, being one of the simplest to drip an alcoholic solution of the amino-alkoxysilane over another alcoholic solution of SiO2. Once the surface of the SiO2 spheres is functionalized, these aggregate functional groups of nanodiamonds can be attached.
Los nanodiamantes se producen a escala comercial por el método de la detonación de explosivos sólidos como mezclas de TNT-hexógeno en atmósfera inerte, dentro de cámaras cerradas [V. Yu.Dolmatov, Russ. Chem. Rev. 2001, 70, 607-626].Nanodiamonds are produced on a commercial scale by the detonation method of solid explosives such as mixtures of TNT-hexogen in an inert atmosphere, in closed chambers [V. Yu.Dolmatov, Russ. Chem. Rev. 2001, 70, 607-626].
Tras un tratamiento con una mezcla de ácidos oxidantes (ácido nítrico y sulfúrico) a reflujo durante varios días, se produce la oxidación y eliminación de los restos de grafito y hollín que rodean a las nanopartículas de diamante. Como resultado de este proceso los nanodiamantes quedan oxidados en su superficie con grupos carboxílicos y presenta una excelente solubilidad en agua. La mayoría de los cristales obtenido por este procedimiento tienen una distribución de tamaño comprendida entre 2 y 20 nm de diámetro, con un tamaño medio de unos 5 nm.After a treatment with a mixture of oxidizing acids (nitric and sulfuric acid) at reflux for several days, oxidation and removal of the graphite and soot residues that surround the diamond nanoparticles occurs. As a result of this process, the nanodiamonds are oxidized on their surface with carboxylic groups and have excellent water solubility. Most of the crystals obtained by this procedure have a size distribution between 2 and 20 nm in diameter, with an average size of about 5 nm.
Estos nanodiamantes se caracterizan por difracción de rayos X (DRX) para conocer su cristalinidad. El tamaño de nanopartícula se determina por dispersión de luz dinámica (DLS). Así, el diámetro medio de nanopartícula es de unos 4 nm.These nanodiamonds are characterized by X-ray diffraction (DRX) to know their crystallinity. The nanoparticle size is determined by dynamic light scattering (DLS). Thus, the average nanoparticle diameter is about 4 nm.
Las investigaciones actuales en el campo de los nanodiamantes, están dirigidas fundamentalmente a la funcionalización y modificación de su superficie para su uso en diferentes aplicaciones. Gracias al tratamiento con ácidos oxidantes durante la depuración de los nanodiamantes estos cuentan directamente con multitud de grupos carboxílicos en su superficie. Sin embargo también existen métodos químicos para la funcionalización de las superficies de los nanodiamantes con grupos NH2 y OH.Current research in the field of nanodiamonds, is primarily aimed at the functionalization and modification of its surface for use in different applications. Thanks to the treatment with oxidizing acids during the purification of the nanodiamonds they directly have a multitude of carboxylic groups on their surface. However, there are also chemical methods for the functionalization of the surfaces of nanodiamonds with NH2 and OH groups.
Estos nanomateriales son menos tóxicos para las células en comparación con otros materiales basados en el carbono, como los nanotubos de carbono, y son intrínsecamente biocompatibles y no citotóxicos, lo que les confiere la propiedad de transportar fármacos, genes o proteínas al interior de las células, permitiendo dosificación controlada.These nanomaterials are less toxic to cells compared to other carbon-based materials, such as carbon nanotubes, and are intrinsically biocompatible and non-cytotoxic, which gives them the property of transporting drugs, genes or proteins into cells. , allowing controlled dosing.
Y del mismo modo, se ha de realizar la síntesis de los péptidos sintéticos, preparados por la metodología de fase sólida utilizando la estrategia Fcom/t-Bu. Como agentes activantes para la síntesis se utilizan diferentes combinaciones de DIC/HOBt, TBTU/HOAt o HATU/HOAt, según la complejidad química del aminoácido correspondiente. El péptido se separa de la resina, y se purifica por RP-HPLC. Finalmente, el producto se caracteriza por espectrometría de masas y análisis de aminoácidos.And in the same way, the synthesis of synthetic peptides, prepared by the solid phase methodology using the Fcom / t-Bu strategy, must be carried out. As activating agents for synthesis, different combinations of DIC / HOBt, TBTU / HOAt or HATU / HOAt are used, depending on the chemical complexity of the corresponding amino acid. The peptide is separated from the resin, and purified by RP-HPLC. Finally, the product is characterized by mass spectrometry and amino acid analysis.
Cuando se utilizan determinados aminoácidos como lisina, arginina o histidina, puesto que contienen un grupo amino protonable, dichos aminoácidos actúan químicamente como una base, con lo cual se encuentran protonados a pH 5-7, y por tanto, cargados positivamente.When certain amino acids such as lysine, arginine or histidine are used, since they contain a protonable amino group, said amino acids act chemically as a base, whereby they are protonated at pH 5-7, and therefore, positively charged.
Para la formación del par SiO2-nD, las partículas de SIO2 están funcionalizadas con grupos amino que a pH neutros (5-7) se encuentran protonados y cargados positivamente. Por otro lado, los partículas de nanodiamente están funcionalizadas con grupos carboxílicos que a pH neutros (5-7) están desprotonados y cargados negativamente. De esta forma, debido a que las partículas de SIO2 están cargadas positivamente adsorben (unión en superficie) a los nanodiamantes cargados negativamente. El tipo de enlace que se forma es de tipo eletrostático y es suficientemente fuerte para mantener al sistema SiO2-nD unido debido a que en dicha interacción hay multitud de enlaces iónicos en juego ya que en realidad tanto el SIO2 como nD son poliiones.For the formation of the SiO2-nD pair, the SIO2 particles are functionalized with amino groups that at neutral pH (5-7) are protonated and positively charged. On the other hand, the particles of nanodiamente are functionalized with carboxylic groups that at neutral pH (5-7) are deprotonated and negatively charged. Thus, because SIO2 particles are positively charged they adsorb (surface bond) to negatively charged nanodiamonds. The type of bond that is formed is electrostatic and is strong enough to hold the SiO2-nD system together because in this interaction there are many ionic bonds at play since in reality both SIO2 and nD are polyions.
La unión del aminoácido/péptido con el sistema SiO2-nD es posible mediante interacciones electrostáticas, especialmente cuando estos aminoácidos son, como se ha comentado, lisina, arginina o histidina. Como la superficie del diamante está cargada negativamente, los aminoácidos/péptidos que han sido modificados previamente y se encuentran cargados positivamente se adsorben en la superficie de las partículas de nanodiamente.The amino acid / peptide binding with the SiO2-nD system is possible by electrostatic interactions, especially when these amino acids are, as mentioned, lysine, arginine or histidine. Since the surface of the diamond is negatively charged, amino acids / peptides that have been previously modified and are positively charged are adsorbed on the surface of the nanodialy particles.
Para completar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de la realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:To complete the description that is being made and in order to help a better understanding of the characteristics of the invention, according to a preferred example of the practical realization thereof, a set of drawings is accompanied as an integral part of said description. where for illustrative and non-limiting purposes, the following has been represented:
La Figura 1.-muestra una vista esquemática de la estructura del compuesto.Figure 1 shows a schematic view of the structure of the compound.
La Figura 2.-muestra un esquema de la formación de las partículas esféricas de SiO2 a partir de pequeños agregados.Figure 2.- shows a scheme of the formation of spherical SiO2 particles from small aggregates.
La Figura 3.-muestra una imagen de las esferas de SiO2, de diámetro promedio 200 nm.Figure 3.- shows an image of the SiO2 spheres, with an average diameter of 200 nm.
La Figura 4.-muestra la curva gaussiana de la distribución de tamaños de las esferas de SiO2.Figure 4.- shows the Gaussian curve of the size distribution of the SiO2 spheres.
La Figura 5.-muestra una imagen de las nanopartículas de diamante, de tamaño aproximado 5 nm, presentados en agregados en cúmulos.Figure 5 shows an image of the diamond nanoparticles, approximately 5 nm in size, presented in aggregates in clusters.
La Figura 6.-muestra la difracción por rayos x de las nanopartículas de diamante.Figure 6.- shows the x-ray diffraction of the diamond nanoparticles.
La Figura 7.-muestra el tamaño de partícula medida por dispersión de luz dinámica (DLS), para 3 mg/mL de disolución acuosa a pH 7.Figure 7 shows the particle size measured by dynamic light scattering (DLS), for 3 mg / mL of aqueous solution at pH 7.
La Figura 8.-muestra una imagen del sistema SiO2-nDFigure 8.- shows an image of the SiO2-nD system
La invención propuesta trata de un compuesto conjugado para su uso como principio activo en productos cosméticos y farmacéuticos. Se centra principalmente en el campo de los preparados cosméticos, y en concreto en la utilización de péptidos (P) inmovilizados sobre microesferas de Dióxido de Silicio (SiO2) recubiertas de nanopartículas de diamante (nD).The proposed invention concerns a conjugate compound for use as an active ingredient in cosmetic and pharmaceutical products. It focuses mainly on the field of cosmetic preparations, and specifically on the use of peptides (P) immobilized on silicon dioxide (SiO2) microspheres coated with diamond nanoparticles (nD).
De este modo, se forma un compuesto que aumenta el tamaño de las nanopartículas de diamante – nD – a través de su unión con otras partículas relativamente grandes, SiO2, formado un compuesto en el que se encuentre la nanopartícula, e impidiendo de este modo su penetración en las membranas celulares. Este compuesto elimina los actuales problemas de reducidos tamaños, toxicidad o compatibilidad, impidiendo además la llegada del producto al sistémico.In this way, a compound that increases the size of the diamond nanoparticles - nD - is formed through its union with other relatively large particles, SiO2, formed a compound in which the nanoparticle is located, and thus preventing its penetration in cell membranes. This compound eliminates the current problems of small sizes, toxicity or compatibility, also preventing the arrival of the product to the systemic.
El compuesto conjugado descrito comprenderá nanopartículas de diamante (nD) que se adsorberán sobre microesferas de Dióxido de Silicio (SiO2), y péptidos inmovilizados sobre dichas microesferas de Dióxido de Silicio (SiO2) y nanopartículas de diamante.The conjugate compound described will comprise diamond nanoparticles (nD) that will be adsorbed onto silicon dioxide (SiO2) microspheres, and peptides immobilized on said silicon dioxide (SiO2) microspheres and diamond nanoparticles.
Los péptidos del compuesto podrán ser tanto oligopéptidos, como polipéptidos y proteínas. De este modo, la unidad mínima de péptido del compuesto será un aminoácido:The peptides of the compound may be both oligopeptides, polypeptides and proteins. Thus, the minimum peptide unit of the compound will be an amino acid:
H HH H
CC
NCCNCC
HH
OOR
RR
siendo R cualquier grupo orgánicoR being any organic group
Y del mismo modo, el mínimo necesario de nanodiamantes para la formación del compuesto será una nanopartícula de diamante, así como una microesfera de SiO2.And in the same way, the minimum necessary of nanodiamonds for the formation of the compound will be a diamond nanoparticle, as well as a microsphere of SiO2.
Por tanto, el compuesto conjugado descrito, utilizado como principio activo en productos cosméticos y farmacéuticos, comprenderá al menos:Therefore, the described conjugate compound, used as an active ingredient in cosmetic and pharmaceutical products, will comprise at least:
una nanopartícula de diamante (nD)a diamond nanoparticle (nD)
un aminoácido (P)an amino acid (P)
una microesfera de SiO2a microsphere of SiO2
siendo la forma general del compuesto conjugado:the general form of the conjugate compound being:
SiO2– nD – P dondeSiO2– nD - P where
SiO2 es/son la/las microesfera/s de Dióxido de Silicio sobre el que seSiO2 is / is the microsphere / s of Silicon Dioxide on which it
adsorben las nanopartículas de diamante-nD – actuando como partículaadsorb the diamond-nD nanoparticles - acting as a particle
relativamente grande en el compuesto;relatively large in the compound;
nD es la/las nanopartículas de diamante que rodea/n la/s microesfera/snD is the diamond nanoparticles surrounding / n the microsphere / s
de Dióxido de Silicioof Silicon Dioxide
P es un péptido cualquiera, pudiendo ser un aminoácido, polipéptido,P is any peptide, it can be an amino acid, polypeptide,
oligopéptido o proteína.oligopeptide or protein.
Es conocido el problema de la toxicidad de las nanopartículas, según se ha descrito ampliamente en antecedentes, por lo que para evitar dichos problemas, el tamaño del compuesto conjugado final será al menos de 150 nm.The problem of nanoparticle toxicity is known, as described extensively in the background, so to avoid such problems, the size of the final conjugate compound will be at least 150 nm.
Para la formación del compuesto conjugado de al menos este tamaño, en primer lugar se ha de funcionalizar tanto el SiO2, como las nanopartículas de diamante. De este modo, el sistema formado por nanopartículas de diamante y microesferas de SiO2, efectúan la función de transportados de la sustancia peptídica. Una forma esquemática de la estructura del compuesto podría ser la que se observa en la Figura 1, donde el péptido se adhiere sobre la superficie de las nanopartículas de diamante que a su vez rodean las microesferas de Dióxido de Silicio.For the formation of the conjugate compound of at least this size, both SiO2 and diamond nanoparticles must first be functionalized. Thus, the system formed by diamond nanoparticles and microspheres of SiO2, carry out the function of transporting the peptide substance. A schematic form of the structure of the compound could be that seen in Figure 1, where the peptide adheres to the surface of the diamond nanoparticles that in turn surround the silicon dioxide microspheres.
Para la funcionalización de las partículas de SiO2, se sintetizan por policondensación hidrolítica a partir de alcoxisilanos (Tetraetil Ortosilicato, TEOS) por catálisis ácida o básica en medio acuoso-alcohólico, tras lo que se obtienen en forma de partículas compactas, monodispersas y esféricas. El diámetro de estas microesferas obtenidas ha de encontrarse dentro del rango 50 – 500 nm, estando preferentemente contenido en el rango 80 – 150 nm.For the functionalization of SiO2 particles, they are synthesized by hydrolytic polycondensation from alkoxysilanes (Tetraethyl Orthosilicate, TEOS) by acidic or basic catalysis in aqueous-alcoholic medium, after which they are obtained in the form of compact, monodispersed and spherical particles. The diameter of these obtained microspheres must be within the range 50-500 nm, preferably being contained in the range 80-150 nm.
El método para la obtención de las esferas coloidales de SiO2 (SFB Stöber-Fink-Bohn) consiste en la hidrólisis, catalizada básicamente y en medio alcohólico, de un alcóxido de Silicio Si (OR)4, donde el radical OR es de la forma general OCmH2m+1. La hidrólisis se produce mediante un ataque nucleofílico del oxígeno del agua sobre el átomo de Silicio del alcóxido. Esto da lugar a moléculas (RO)nSi(OH)4-n, que reaccionan con moléculas del mismo tipo formándose enlaces siloxano −[Si−O−Si−O]n−, y condensándose alcohol o agua en la disolución.The method for obtaining the colloidal spheres of SiO2 (SFB Stöber-Fink-Bohn) consists in the hydrolysis, basically catalyzed and in alcoholic medium, of a Silicon alkoxide Si (OR) 4, where the radical OR is of the form general OCmH2m + 1. Hydrolysis occurs by a nucleophilic attack of the oxygen in the water on the Silicon atom of the alkoxide. This results in molecules (RO) nSi (OH) 4-n, which react with molecules of the same type forming siloxane bonds - [Si − O − Si − O] n−, and condensing alcohol or water in the solution.
La polimerización y el crecimiento de cadenas de sílice, como resultado de las reacciones de condensación, provocarían la aparición de pequeños núcleos, menores de 5 nm, que se irán agregando hasta formar las partículas esféricas. Cuanto más externa sea la capa de agregados que van formando la esfera, menor es el tamaño de los mismos:The polymerization and the growth of silica chains, as a result of the condensation reactions, would cause the appearance of small nuclei, smaller than 5 nm, that will be added to form the spherical particles. The more external the layer of aggregates that form the sphere, the smaller the size of them:
En la figura 2 se muestra un esquema de la formación de la partícula esférica a partir de pequeños agregados.A schematic of the formation of the spherical particle from small aggregates is shown in Figure 2.
Para llevar a cabo la reacción se empleó tetraetóxido de silicio (TEOS, Si(C2H5O)4) como molécula precursora del dióxido de silicio. Las reacciones se realizaron en etanol (C2H5OH) usando como catalizador amoniaco (NH3). Todas las síntesis se llevaron a cabo en un baño térmico, manteniendo la temperatura constante en 25ºC. La concentración de TEOS utilizada fue la misma en todos los casos, variándose únicamente las de agua y amoniaco con el objetivo de controlar el diámetro de las esferas. La reacción se produce en 15 horas. Variando por tanto dichas condiciones de reacción se consiguen esferas de SiO2 con un tamaño entre 50 y 350 nm, como se muestra en los resultados de la siguiente tabla:To carry out the reaction, silicon tetraethoxide (TEOS, Si (C2H5O) 4) was used as the precursor molecule of silicon dioxide. The reactions were performed in ethanol (C2H5OH) using ammonia (NH3) as catalyst. All the syntheses were carried out in a thermal bath, keeping the temperature constant at 25 ° C. The concentration of TEOS used was the same in all cases, varying only those of water and ammonia in order to control the diameter of the spheres. The reaction occurs in 15 hours. Thus varying said reaction conditions, SiO2 spheres with a size between 50 and 350 nm are achieved, as shown in the results of the following table:
Muestra TEOS (M) NH3 (M) H2O (M) D (nm) σ (nm)Sample TEOS (M) NH3 (M) H2O (M) D (nm) σ (nm)
En la Figura 3 se puede observar la imagen de las esferas obtenidas por el método SFB de diámetro promedio 200 nm, así como la curva gaussiana de distribución de tamaños.Figure 3 shows the image of the spheres obtained by the SFB method with an average diameter of 200 nm, as well as the Gaussian size distribution curve.
Las microesferas de sílice obtenidas por el método SFB presentan una superficie externa considerablemente lisa. Así, dicha superficie tiende as ser modificada mediante grupos funcionales de moléculas bifuncionales. Muchas de las propiedades (adhesión, reactividad, etc.) de las partículas coloidales de sílice dependen de las características físico-químicas de esta superficie. En este sentido, su propiedad más relevante es la presencia de gran cantidad de grupos silanoles Si-OH. A pH básico y bajo agitación durante varias horas, el grupo alcoxisilano de estas moléculas reacciona preferentemente con estos grupos Si-OH mediante una policondensación hidrolítica. Y como resultado, las esferas de SiO2 quedan funcionalizadas con grupos aminos o tiólicos.The silica microspheres obtained by the SFB method have a considerably smooth outer surface. Thus, said surface tends to be modified by functional groups of bifunctional molecules. Many of the properties (adhesion, reactivity, etc.) of the colloidal silica particles depend on the physical-chemical characteristics of this surface. In this sense, its most relevant property is the presence of a large number of Si-OH silane groups. At basic pH and under stirring for several hours, the alkoxysilane group of these molecules reacts preferentially with these Si-OH groups by a hydrolytic polycondensation. And as a result, the SiO2 spheres are functionalized with amino or thiolic groups.
Para funcionalizar el SiO2 se gotea una disolución alcohólica del aminoalcoxisilano sobre otra disolución alcohólica de SiO2. Una vez funcionarizada la superficie de esferas de SiO2 se puede unir a estos grupos funcionales agregados de nanodiamantes.To functionalize SiO2 an alcoholic solution of the aminoalkoxysilane is dripped onto another alcoholic solution of SiO2. Once the surface of SiO2 spheres is functionalized, these aggregate functional groups of nanodiamonds can be attached.
Los nanodiamantes se producen a escala comercial fundamentalmente por el método de la detonación de explosivos sólidos como mezclas de TNThexógeno en atmósfera inerte, dentro de cámaras cerradas [V. Yu.Dolmatov, Russ. Chem. Rev. 2001, 70, 607-626]. Debido a la falta de oxígeno (O2), la combustión del explosivo, que actúa tanto de fuente de energía como de carbono, es incompleta y el hollín resultante contiene hasta un 80% de diamante. El diamante producto de la detonación está formado por pequeños cristales de diamante alrededor de 5nm de tamaño [O.A. Shenderova, V. V. Zhirnov, D. W. Brenner, Crit. Rev. Solid State Mater. Sci. 2002, 27, 227-356] que están cubiertos por grafito y carbón amorfo e interconectado por estructuras tipo hollín. [A. Krüger, M. Ozawa, F. Kataoka, T. Fujino, Y. Suzuki,Nanodiamonds are produced on a commercial scale primarily by the method of detonating solid explosives such as mixtures of TNThexogen in an inert atmosphere, inside closed chambers [V. Yu.Dolmatov, Russ. Chem. Rev. 2001, 70, 607-626]. Due to the lack of oxygen (O2), the combustion of the explosive, which acts as both a source of energy and carbon, is incomplete and the resulting soot contains up to 80% diamond. The diamond detonation product is formed by small diamond crystals around 5nm in size [O.A. Shenderova, V. V. Zhirnov, D. W. Brenner, Crit. Rev. Solid State Mater. Sci. 2002, 27, 227-356] which are covered by graphite and amorphous carbon and interconnected by soot-like structures. [TO. Krüger, M. Ozawa, F. Kataoka, T. Fujino, Y. Suzuki,
A. E. Aleksenskii, A. Ya. Vul’, E. Osawa, Carbon 2005, 43, 1722-1730; A. E. Alesenskii, M. V. Baidakova, A. Ya. Vul’, V. I. Siklitskii, Phys. Solid State 1999, 41, 668-671].A. E. Aleksenskii, A. Ya. Vul ’, E. Osawa, Carbon 2005, 43, 1722-1730; A. E. Alesenskii, M. V. Baidakova, A. Ya. Vul ’, V. I. Siklitskii, Phys. Solid State 1999, 41, 668-671].
Tras un tratamiento con una mezcla de ácidos oxidantes (ácido nítrico y sulfúrico) a reflujo durante varios días, se produce la oxidación y eliminación de los restos de grafito y hollín que rodean a las nanopartículas de diamante. Como resultado de este proceso los nanodiamantes quedan oxidados en su superficie con grupos carboxílicos y presenta una excelente solubilidad en agua. La mayoría de los cristales obtenido por este procedimiento tienen una distribución de tamaño comprendida entre 2 y 20 nm de diámetro, con un tamaño medio de unos 4-10 nm.After a treatment with a mixture of oxidizing acids (nitric and sulfuric acid) at reflux for several days, oxidation and removal of the graphite and soot residues that surround the diamond nanoparticles occurs. As a result of this process, the nanodiamonds are oxidized on their surface with carboxylic groups and have excellent water solubility. Most of the crystals obtained by this procedure have a size distribution between 2 and 20 nm in diameter, with an average size of about 4-10 nm.
Estos nanodiamantes se caracterizan por difracción de rayos X (DRX) para conocer su cristalinidad. El tamaño de nanopartícula se determina por dispersión de luz dinámica (DLS). Así, el diámetro medio de nanopartícula es de unos 4-10 nm.These nanodiamonds are characterized by X-ray diffraction (DRX) to know their crystallinity. The nanoparticle size is determined by dynamic light scattering (DLS). Thus, the average nanoparticle diameter is about 4-10 nm.
Las investigaciones actuales en el campo de los nanodiamantes, están dirigidas fundamentalmente a la funcionalización y modificación de su superficie para su uso en diferentes aplicaciones. Gracias al tratamiento con ácidos oxidantes durante la depuración de los nanodiamantes estos cuentan directamente con multitud de grupos carboxílicos en su superficie. Sin embargo también existen métodos químicos para la funcionalización de las superficies de los nanodiamantes con grupos NH2 y OH.Current research in the field of nanodiamonds, is primarily aimed at the functionalization and modification of its surface for use in different applications. Thanks to the treatment with oxidizing acids during the purification of the nanodiamonds they directly have a multitude of carboxylic groups on their surface. However, there are also chemical methods for the functionalization of the surfaces of nanodiamonds with NH2 and OH groups.
Estos nanomateriales son menos tóxicos para las células en comparación con otros materiales basados en el carbono, como los nanotubos de carbono, y son intrínsecamente biocompatibles y no citotóxicos, lo que les confiere la propiedad de transportar fármacos, genes o proteínas al interior de las células, permitiendo dosificación controlada.These nanomaterials are less toxic to cells compared to other carbon-based materials, such as carbon nanotubes, and are intrinsically biocompatible and non-cytotoxic, which gives them the property of transporting drugs, genes or proteins into cells. , allowing controlled dosing.
La síntesis de los péptidos se realiza a través de la metodología de fase sólida utilizando la estrategia Fcom/t-Bu. Como agentes activantes para la síntesis se utilizan diferentes combinaciones de DIC/HOBt, TBTU/HOAt o HATU/HOAt, según la complejidad química del aminoácido correspondiente. El péptido se separa de la resina, y se purifica por RP-HPLC. Finalmente, el producto se caracteriza por espectrometría de masas y análisis de aminoácidos.The synthesis of the peptides is carried out through the solid phase methodology using the Fcom / t-Bu strategy. As activating agents for synthesis, different combinations of DIC / HOBt, TBTU / HOAt or HATU / HOAt are used, depending on the chemical complexity of the corresponding amino acid. The peptide is separated from the resin, and purified by RP-HPLC. Finally, the product is characterized by mass spectrometry and amino acid analysis.
El péptido mimético se caracteriza por RP-HPLC en un Waters Instrument 996 photodiode array detectors. Este instrumento está equipado con un separador modular Waters 2695 y un programa de cromatografía Millenium. La columna de fase inversa fue C18 (symmetry C18 reverse-phase HPLC columns, 4.6 x 150 mm, 5 µm) (Waters, Ireland). El péptido fue detectado en el UV a 220 nm, y se utilizó un gradiente lineal de 5 a 100% de CH3CN (+0.036% TFA) y H2O (+0.045% TFA) en 8 minutos a un flujo de 1.0 mL/min. El péptido se analizó por MALDI-TOF y ES (+)-MS en un Applied Biosystems Voyager DE RP, usando una matriz 2,5-ácido dihidrosibenzoico (DHB), y en un espectrómetro de Micromass VG-quattro.The mimetic peptide is characterized by RP-HPLC in a Waters Instrument 996 photodiode array detectors. This instrument is equipped with a Waters 2695 modular separator and a Millenium chromatography program. The reverse phase column was C18 (symmetry C18 reverse-phase HPLC columns, 4.6 x 150 mm, 5 µm) (Waters, Ireland). The peptide was detected in the UV at 220 nm, and a linear gradient of 5 to 100% CH3CN (+ 0.036% TFA) and H2O (+ 0.045% TFA) was used in 8 minutes at a flow rate of 1.0 mL / min. The peptide was analyzed by MALDI-TOF and ES (+) - MS in an Applied Biosystems Voyager DE RP, using a 2,5-dihydrosibenzoic acid (DHB) matrix, and in a Micromass VG-quattro spectrometer.
Cuando el aminoácido utilizado para la formación del compuesto conjugado es lisina, arginina o histidina, estos aminoácidos, puesto que contienen un grupo amino protonable, éstos actúan químicamente como una base, con lo cual se encuentran protonados a pH fisiológico y por tanto se encuentran cargados positivamente:When the amino acid used for the formation of the conjugate compound is lysine, arginine or histidine, these amino acids, since they contain a protonable amino group, they act chemically as a base, whereby they are protonated at physiological pH and therefore are loaded positively:
LisinaLysine
C6H12N2O2C6H12N2O2
NH O C6H12N4O2 H2NNH OC6H12N4O2 H2N
OH Arginina NH2OH Arginine NH2
NN
H NHH NH
HistidinaC6H9N3O3Histidine C6H9N3O3
H2N O OHH2N OR OH
Para la formación del par SiO2-nD, las partículas de SiO2 están funcionalizadas con grupos amino, a pH entre 5-7, encontrándose protonados y cargados positivamente. Por otro lado, las nanopartículas de diamante nD están funcionalizadas con grupos carboxílico a pH 5-7, y que están desprotonados y cargados negativamente.For the formation of the SiO2-nD pair, the SiO2 particles are functionalized with amino groups, at pH between 5-7, being protonated and positively charged. On the other hand, nD diamond nanoparticles are functionalized with carboxylic groups at pH 5-7, and are deprotonated and negatively charged.
El tipo de enlace que se forma es tipo electrostático y es suficientemente fuerte como para mantener al sistema SiO2-nD unido, debido a que en dicha interacción hay multitud de enlaces iónicos en juego, puesto que en realidad tanto el SiO2 como los nD son poliiones. El tamaño de este sistema SiO2-nD es al menos de 100 nm.The type of bond that is formed is electrostatic type and is strong enough to hold the SiO2-nD system together, because in this interaction there are many ionic bonds at play, since in reality both SiO2 and nD are polyions . The size of this SiO2-nD system is at least 100 nm.
La unión del péptido/aminoácido y el sistema SiO2-nD, especialmente si estos aminoácidos son lisina, arginina o histidina, es posible mediante interacciones electrostáticas. Como la superficie del diamante está cargada negativamente, los péptidos de interés, que a su vez han sido modificados para que estén cargados positivamente, se adsorben en la superficie de las nanopartículas de diamante.Peptide / amino acid binding and the SiO2-nD system, especially if these amino acids are lysine, arginine or histidine, is possible by electrostatic interactions. Since the surface of the diamond is negatively charged, the peptides of interest, which in turn have been modified to be positively charged, are adsorbed on the surface of the diamond nanoparticles.
Por tanto, el procedimiento seguido para la formación del compuesto conjugado usado como principio activo en cosmética y farmacéutica sería el siguiente:Therefore, the procedure followed for the formation of the conjugate compound used as an active ingredient in cosmetics and pharmaceuticals would be the following:
En la etapa (b), se produce la unión de las partículas de SiO2 y nanopartículas de diamante a través de un enlace de tipo electrostático. Y posteriormente en la etapa (c) se realiza la unión del complejo SiO2-nD con el aminoácido/péptido.In step (b), the binding of the SiO2 particles and diamond nanoparticles occurs through an electrostatic type bond. And later in step (c) the SiO2-nD complex is linked to the amino acid / peptide.
La conjugación o unión del aminoácido/péptido al sistema SiO2-nD puede llevarse a cabo de distintas formas. La que aquí se describe consiste en utilizar interacciones electrostáticas entre los elementos a unir. Como se ha comentado, para que esto suceda, el sistema SiO2-nD y la nanopartícula/péptido deben poseer en su superficie cargas contrapuestas para que se atraigan electrostáticamente unas a otras. Y para que esto suceda se utiliza la regulación del pH, de modo que la/las esferas de SiO2 recubiertas de nanopartículas de diamante se encuentran funcionarizadas con grupos carboxilo (COOH), y a pH 5-7 la superficie de las nanopartículas de diamante está cargada negativamente.The conjugation or binding of the amino acid / peptide to the SiO2-nD system can be carried out in different ways. What is described here is to use electrostatic interactions between the elements to be joined. As mentioned, for this to happen, the SiO2-nD system and the nanoparticle / peptide must have opposite charges on their surface so that they are electrostatically attracted to each other. And for this to happen, pH regulation is used, so that the SiO2 spheres coated with diamond nanoparticles are run with carboxyl groups (COOH), and at pH 5-7 the surface of the diamond nanoparticles is charged negatively.
Y del mismo modo, el aminoácido/péptido a pH 5-7, usando determinados aminoácidos como lisina, arginina o histidina, como contienen un grupo amino protonable, actúan químicamente como una base, con lo cual se encuentran protonados y cargados positivamente.And similarly, the amino acid / peptide at pH 5-7, using certain amino acids such as lysine, arginine or histidine, as they contain a protonable amino group, act chemically as a base, thereby being protonated and positively charged.
La unión por tanto del aminoácido/péptido y el sistema SiO2-nD es posible mediante estas interacciones electrostáticas, puesto que la superficie de las nanopartículas de diamante están cargadas negativamente y el aminoácido/péptido lo está positivamente, adsorbiéndose en la superficie de las partículas de nanodiamente, y dando lugar al compuesto conjugado reivindicado.The binding of both the amino acid / peptide and the SiO2-nD system is possible through these electrostatic interactions, since the surface of the diamond nanoparticles are negatively charged and the amino acid / peptide is positively adsorbed on the surface of the particles of nanodiamente, and giving rise to the claimed conjugate compound.
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